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高级氧化技术

原理

高级氧化技术(advancedoxidationprocesses，AOP)定义为可产生大量的˙OH自由基过程，利用高活性自由基进攻大分子有机物并与之反应，从而破坏有机分子结构达到氧化去除有机物的目的，实现高效的氧化处理。催化氧化技术的研究核心是寻找性能优良、不易溶出和中毒的催化剂，使其能在工业废水处理中更好地发挥作用。

臭氧氧化法

臭氧技术常用于饮用水消毒和污水净化，由于臭氧制备技术日益成熟，相比传统的氯气消毒技术，它具有不产生二次污染，净化效果好，同时还具有良好的消毒和脱色效果。采用臭氧处理卤水中的氨氮，对卤素离子在氨氮去除中的影响进行试验。结果表明，I–与Cl–对氨氮的去除都无影响，并且在氨氮被氧化的过程中都会生成NO3–；而Br–参与了氨氮的转化反应，对氨氮的去除有积极影响，并且只会产生少量的NO3–。另外通过采用臭氧-生物活性炭工艺(O3-BAC)对污水处理厂二沉池出水进行深度处理，分析了该工艺对CODCr、氨氮和色度的处理效果。结果表明：处理后出水CODCr为26.7mg/L，氨氮为0.18mg/L，色度约5倍，效果良好。

光催化氧化法

光催化氧化技术(photocatalysis)是在反应过程中辅以紫外光照，使氧化剂H2O2、O3吸收光能迅速分解形成˙OH自由基，攻击水中有机物基团，使之分解。此技术催化剂利用效率较高，处理过程中不带入其他杂质。

催化湿式氧化法

催化湿式氧化技术(catalysiswetairoxidation，CWAO)是在传统的湿式氧化技术上发展起来的。是指有催化剂作用的情况下，在高温、高压的液相中，用氧气或空气作为氧化剂，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物的一种处理方法。该技术主要用于高浓度难降解的有机废水、氨氮废水生化处理的预处理以及有毒有害工业废水。它包括均相催化氧化法和非均相催化氧化法。

均相催化氧化通常指气-液相氧化反应，习惯上称为液相氧化反应。虽然均相催化氧化的选择性高、反应器设备结构简单，但反应介质腐蚀严重，且催化剂回收难度大，从而制约了其应用和发展。目前研究较多的是非均相催化氧化，主要是指在反应体系中装入固体催化剂，以空气或氧气作催化剂将废水中众多的难降解物质完全氧化为CO2、H2O及N2，不需再进行后处理即可达标，从而达到净化的目的。该技术具有净化效率高、流程简单、占地面积小等特点。

影响催化湿式氧化法处理效果的因素有温度、氨氮浓度、pH、催化剂特性、反应时间、压力、搅拌强度等。对臭氧湿式氧化氨氮的降解过程进行了研究，在pH较低时，主要是臭氧分子直接氧化机制；当pH增大时，诱发产生一种氧化能力很强的˙OH自由基，主要是自由基氧化机制，氧化速率会显著加快，所以氨氮的臭氧湿式氧化降解应在碱性条件(pH为9～10)下进行。

超临界水氧化法

实际上超临界水氧化法是在超临界水状态下进行的催化湿式氧化法。它是把温度和压力升高到水的临界点以上时进行的催化氧化反应。其特点是反应迅速、效果好。1995年Austin建立商业性装置，处理长链有机物和氨，去除率达到99.99%，氨浓度低于1.3mg/L。但其主要问题是设备腐蚀较严重，需确定能完全消除污染物又腐蚀小的操作条件，另外其设备投资也较大。目前该技术在国内起步较晚，报道较少，虽然在国外出现了很多新的成果，但离实用化还有较大距离。

电催化氧化法

电催化氧化技术处理氨氮废水的原理可能有两种途径发生氨的氧化反应：

①氨的直接电氧化，即氨直接参与电极反应，被氧化成氮气脱除；②氨的间接电氧化，即通过电极反应，生成氧化性物质，该物质再与氨反应，使氨降解、脱除。用电催化氧化技术对化肥厂废水进行了研究，结果表明氨氮脱除效率除了与电流密度、电解时间、NH4+-N浓度、pH有关外，还与阳极、阴极、电极面积等因素有关。该法流程简单，但操作成本较高。

氨催化氧化分解所用的催化剂大多是贵金属或添加稀土元素的过渡金属，虽然其表现出较好的催化效果和稳定性，但是其昂贵的价格限制了它的工业应用。

注：以上内容选自《中低浓度氨氮工业废水处理技术》，文中各方法的工艺流程图均未在文章中体现，如需详细了解，请以书籍为主。

以上内容选自江西理工大学教授，博士生导师，西部矿业集团有限公司副总裁罗仙平所著的新书《中低浓度氨氮工业废水处理技术》。

原标题：中低浓度氨氮工业废水的处理方法

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